Drugą metodą podstawową w psychologii jest eksperyment. Jest to metoda wyraźnie różniąca się od poprzedniej. W obserwacji czekaliśmy na wystąpienie zjawiska, w eksperymencie pożądane zjawisko wywołujemy, możemy je powtórzyć i zarejestrować to wszystko, czego nie zdążyliśmy za pierwszym razem. Można bez przesady powiedzieć, że nauka rozpoczyna się od momentu zastosowania eksperymentu. Dopiero wtedy, gdy w danej dziedzinie zaczyna się eksperymentować, a osiągnięte wyniki można dokładnie sprawdzić, rozpoczyna się obiektywna analiza zjawisk.
W każdej metodzie dwa rodzaje czynności odgrywają podstawową rolę: manipulowanie czynnikami i kontrola uzyskanych efektów. Te dwa parametry wyznaczają miejsce poszczególnych metod badania. Jak one różnicują poszczególne metody, ilustruje tabela, w której porównywana jest metoda obserwacji i eksperyment.
Eksperyment od obserwacji różni się dużą możliwością manipulowania czynnikami, biorącymi udział w badaniu, oraz zastosowaniem dokładniejszych sposobów pomiaru uzyskanych efektów. W obserwacji prawie nie manipulujemy czynnikami, a kontrola i pomiar efektów nie może być ścisły z powodu trudności w zastosowaniu przyrządów pomiarowych. W eksperymencie zaś, możemy zastosować dokładne przyrządy pomiarowe w celu zarejestrowania występujących zmian.
Metoda eksperymentalna jest szeroko stosowana we wszystkich naukach. Charakteryzuje się ona następującymi cechami:
Pierwszą cechą jest możliwość badania zamierzonego zjawiska, wywołanie go, a nie oczekiwanie aż wystąpi samo. Oczywiście nie wszystkie zjawiska można w psychologii wywołać, ponieważ nie do wszystkich jest bezpośredni dostęp oraz nie na wszystkich można eksperymentować. Wiele jednak zjawisk jest dostępnych i można na nich eksperymentować oraz obserwować w eksperymencie ich przebieg. W psychologii powstała nawet cała gałąź wiedzy >zwana psychologią eksperymentalną, liczącą sobie przeszło sto lat.
Drugą cechą jest możliwość kontroli czynników, od których zależy dane zjawisko, i kontroli zmian wywołanych przez nie. Szczególnie jest to ważne, gdy ustala się zależności między występującymi zmianami a wprowadzonymi czynnikami do eksperymentu. Ważną sprawą jest udowodnienie, że zaistniałe zmiany zostały wywołane wprowadzonymi czynnikami, a nie czymś, co w eksperymencie nie było zamierzone. Dlatego w eksperymencie dąży się do wyeliminowania wszystkich czynników, które mogłyby wpływać na przebieg reakcji, a rejestrowane zmiany zależałyby nie tylko od czynników zamierzonych.
Z powyższą cechą eksperymentu łączy się następna, którą jest obiektywne rejestrowanie zmian. W obserwacji możliwości obiektywnego rejestrowania reakcji były ograniczone ze względu na duże trudności wprowadzenia technik pomiarowych, zakłócających często prawidłowe reakcje jednostki obserwowanej. Jeżeli jednostka wie, że jest obserwowana, to jej zachowanie dostosowane jest do sytuacji w jakiej się znalazła i przestaje być naturalne. W eksperymencie jednostka jest świadoma tego, że pewne czynności powinna wykonać sprawnie, a wprowadzone techniki pomiarowe aktywizują ją do takiego działania, aby wypaść jak najlepiej.
Czwartą cechą eksperymentu jest jego powtarzalność. Interesujące badacza zjawisko można wywołać wiele razy, sprawdzając słuszność wysuniętych hipotez czy stałość reakcji. Ułatwia to sprawdzenie osiągniętych wyników przez inne osoby i pozwala na udowodnienie ustalonych zależności. Tej cechy nie posiada obserwacja, ponieważ nie można powtórzyć zaobserwowanych zjawisk.
Jedną z wad eksperymentu, szczególnie laboratoryjnego, przebiegającego w warunkach wyizolowanych, jest jego sztuczność. W tego rodzaju eksperymencie dąży się do wyeliminowania wszystkich czynników, które mogłyby go zakłócać lub wpływać tendencyjnie na wyniki. Dlatego eksperyment laboratoryjny przeprowadza się w specjalnych pomieszczeniach, często dźwiękoszczelnych, do których nie docierają bodźce świata zewnętrznego. Zarejestrowane reakcje osoby badanej w takich warunkach mogą zupełnie inaczej przebiegać, niż w sytuacjach naturalnych, w których najczęściej jednostka przebywa.
Chcąc przybliżyć przebieg reakcji do warunków, w jakich najczęściej zachodzi, organizuje się eksperymenty naturalne. Przebiegają one w warunkach normalnych, a stosowanie czynników oddziaływania może być nie zauważone przez osobę badaną. Dużą zaletą eksperymentu naturalnego jest to, że może przebiegać bez wiedzy osoby badanej. Eliminuje się w ten sposób jej nastawienia. Jednostka nie robi tego, co społecznie jest uznawane za pożądane, lecz postępuje spontanicznie i nie przeżywa napięć emocjonalnych, które zawsze utrudniają jej działanie. Wadą natomiast takiego eksperymentu, przy wieloczynnikowym działaniu, jest to, że nigdy nie ma pewności, który czynnik odegrał podstawową rolę lub dominuje w zachodzących reakcjach. W eksperymencie laboratoryjnym bierze się pod uwagę tylko niektóre czynniki, a inne zostają usunięte, natomiast w naturalnym nie można usunąć czynników zbędnych w badaniu.
Niezależnie od wad zarówno jeden rodzaj, jak i drugi daje pewniejsze wyniki niż obserwacja. Przyczyną tego jest możliwość dokładniejszego przeprowadzenia pomiaru reakcji, celowy dobór środków działania i manipulowania nimi oraz możność powtórzenia eksperymentu. Nie znaczy to wcale, że obserwacja nie mająca tych zalet jest złą metodą badań. Obserwacja w badaniach spełnia inną rolę, a eksperyment inną. W badaniach psychologicznych i pedagogicznych nie zawsze można przeprowadzić eksperyment i wtedy obserwacja jest jedyną metodą pozwalającą dotrzeć do funkcjonowania mechanizmów psychicznych interesujących badacza.
Niezależnie od danych uzyskanych w eksperymencie, zarejestrowanych przez przyrządy pomiarowe, należy sporządzić pisemny protokół z jego przebiegu. Protokół składa się najczęściej z trzech części. Pierwsza część zawiera dane osobowe badanego (nazwisko, wiek, płeć, pochodzenie, wykształcenie i inne). W drugiej znajduje się instrukcja zawierająca podstawowe czynniki występujące w eksperymencie i polecenia, jakie otrzymała osoba badana, a w części trzeciej opis eksperymentu, z uwzględnieniem bodźców, reakcji, form zachowań, zeznań słownych, czasów między bodźcami a reakcją, lub innych ważnych spraw występujących podczas eksperymentu. Na końcu protokołu powinny znajdować się wnioski eksperymentatora i uwagi odnoszące się do samego przebiegu eksperymentu.
Na zakończenie opisu eksperymentu należy dodać informacje o roli hipotezy. Ponieważ w każdym eksperymencie czegoś oczekujemy, choć chcemy sprawdzić lub potwierdzić, dlatego formułujemy słownie hipotezę jako przepuszczenie potwierdzenia naszych oczekiwań. Rola hipotezy w eksperymencie jest bardzo istotna, ponieważ ona ukierunkowuje wszystkie czynności eksperymentu (dobór czynników, organizację i przebieg eksperymentu itp.). Chcemy np. zbadać od czego zależy szybkość reakcji jednostki i stawiamy hipotezę, że od temperamentu. Dobieramy wobec tego badanych o różnych temperamentach i mierzymy szybkość ich reakcji na ten sam bodziec. Uzyskane wyniki potwierdzają naszą hipotezę lub ją obalą. Eksperymentu nie organizujemy licząc na to, że coś z niego wyniknie, ale sprawdzamy, czy to, co założyliśmy, potwierdzi się lub nie. W badaniach nazywa się to weryfikacją hipotez.